Céramiques techniques avancées - Propriétés mécaniques des céramiques monolithiques à température ambiante - Partie 2: Détermination du module de Young, du module de cisaillement et du coefficient de Poisson

Le présent document spécifie des méthodes de détermination des modules élastiques, notamment du module de Young, du module de cisaillement et du coefficient de Poisson des céramiques techniques avancées monolithiques à température ambiante. Le présent document spécifie quatre méthodes au choix permettant de déterminer la totalité ou certains de ces trois paramètres: a) Méthode A - Détermination du module de Young par flexion statique d’une poutre mince en trois et quatre points; b) Méthode B - Détermination du Module de Young par résonance longitudinale forcée ou détermination du module de Young, du module de cisaillement et du coefficient de Poisson par résonance forcée en flexion et en torsion d'une poutre mince; c) Méthode C - Détermination du module de Young, du module de cisaillement et du coefficient de Poisson à partir du temps de transmission d’une impulsion ultrasonique; d) Méthode D - Détermination du module de Young à partir de la fréquence naturelle fondamentale de la poutre mince percutée (méthode d’excitation par impulsions). Toutes les méthodes d’essai prennent pour hypothèse l’utilisation d’éprouvettes homogènes faites en matériaux élastiques linéaires. NOTE 1 Les matériaux céramiques ne présentent pas tous la même élasticité linéaire en traction et en compression, comme par exemple certains matériaux poreux et certains matériaux piézoélectriques. Sauf pour la Méthode C, l’essai prend pour hypothèse que l’éprouvette présente des propriétés élastiques isotropes. La Méthode C peut être utilisée pour déterminer le degré d’anisotropie en procédant aux essais dans différentes orientations. NOTE 2 Une méthode par ultrasons et une méthode de résonance pour traiter les matériaux anisotropes (composites à matrice céramique) sont décrites respectivement dans l’EN ISO 18610 [1] et l’EN 15335 [2]. L’Annexe A présente une méthode autre que la Méthode D pour les matériaux isotropes et ce, à l’aide d’éprouvettes en forme de disques. NOTE 3 A des niveaux de porosité élevés, ces méthodes, à l’exception de la Méthode C, peuvent s’avérer inadaptées. Elles ne sont appropriées que pour une taille maximale des grains mesurée conformément à l’EN ISO 13383 1, en excluant délibérément l’ajout de monocristaux de moins de 10 % de la dimension minimale de l’éprouvette. NOTE 4 Les conditions dynamiques quasi-isothermes, quasi-statiques et quasi-adiabatiques pouvant être différentes, les diverses méthodes indiquées dans le présent document peuvent donner des résultats légèrement différents sur le même matériau. De plus, les programmes de calcul des différentes méthodes ont des origines différentes et présentent des incertitudes potentielles différentes qui n’ont pas été rigoureusement évaluées lors de l’élaboration du présent document. Des indications sont fournies à l’Annexe C (voir également [8]).

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